第三章 台灣電力系統的營運和展望
第二節 負載曲線和理想電源結構
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第三章 台灣電力系統的營運和展望
裝置容量是功率，即每小時發多大的電，以 MW 為單位；把全年每 小時的實際發電功率累積起來就是發電量，是能量單位，以 KWH（一度 電）、MWH（1,000 度）、GWH（1,000,000 度）。因為不同的發電方式成 本不同，因此電網上的電不是『度度等值』，高成本的電佔得多，平均電 價就高；低成本的電佔得多，電價就便宜。同樣的總裝置容量，發出來 的電價會因不同發電方式的比例（稱為『電源結構』）調整而不同。如果 裝置容量是電力系統的『量』，電源結構就是電力系統的『質』。
這裡指的『成本』，不是台電公司和各獨立電廠年報上依照會計法則 編列的資本支出、折舊攤提、管銷費用、燃料、及運轉成本等資料。而 是每個電廠所有這些固定和變動成本攤提到每一度電上的單位發電成本，
因為電價由此而來。本章將說明影響每度電單位發電成本的幾個主要因 素，再分析台灣現有供電系統的總合單位發電成本。（第一節、容量因數 和單位發電成本）
第二節將透過一年三百六十五天、一天二十四小時的負載變化曲線 來說明電力需求的特性，對照各種發電方式組合，探討不同發電方式在 每個時刻扮演的角色。最後分析理想的電源結構，計算理想的發電成本。
（第二節、負載曲線和理想電源結構）
有了前一章電力系統量的分析和本章前兩節質的介紹之後，第三節 將進一步引用經濟部能源局 2012 年 4 月公布的「100 年長期負載預測與 電源開發規劃摘要報告」，對 2020 年的電力供需作量的檢視和質的分析，
試算 2020 年的平均發電成本。由於核能四廠在這份規畫中被計入 2020 年的發電組合，這個成本簡言之，就是不廢核四的平均發電成本。
第一節 容量因數和單位發電成本
發電機組的設計，是允許一天 24 小時、一年 365 天滿載運轉的。只
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燃煤 8800 64190 27.1 39.5 83.3 1.65
燃油 3325 6910 10.2 4.3 23.7 6.97
燃氣 10593 44170 32.6 27.2 47.6 3.81
核能 5144 40520 15.8 24.9 89.9 0.72
風力太陽能 293 810 0.9 0.5 31.6 1.58
合計 32509 162580 100.0 100.0 2.27
台電
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燃煤 8800 64190 83.3 1.65 3097 21680 79.9 2.44 6068 34210 64.4 2.26
燃油 3325 6910 23.7 6.97 983 2270 26.4 2.26
燃氣 10593 44170 47.6 3.81 4610 17880 44.3 4.59 28 151 61.6 2.26
核能 5144 40520 89.9 0.72
風力太陽能 293 810 31.6 1.58 274 760 31.7 2.26 641 3130 55.7 2.26
合計 32509 162580 2.27 8270 41200 3.11 7720 39761 2.26
台電 獨立電廠 汽電共生
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面更改了。因此台電每年向各獨立電廠買多少電？單價多少？都得依據 合約在有限的空間之中微調，不能單方面因為用電成長量不如預期就降 低購電量或單價。
第一階段民營電廠計畫啟動時，行政院對備用容量率的目標是 20%，
之後才下修為 16%和 15%。從前一章第三節的圖六可以發現，包括 2011 年在內，備用容量率已經連續四年超過目標值。在購電量不能刪減，只 能降載自己機組的條件下連續四年，台電的單位成本還能比民營電廠的 電價稍低，容量因數稍高，顯示台電已經極為努力改善運轉維護績效了。
一旦國內經濟景況遠不如預估的成長率，系統備用容量率就會走高，
台電的容量因數會下降、單位成本會提高。因此監測台電機組歷年容量 因數的走勢，就可以大約判斷它的盈虧，也可以看出經濟成長率的預估 值是否過度樂觀或悲觀。某些立法委員和批評者說台電「放著自己便宜 的發電成本不發電，卻向獨立電廠高價收購電力」，或者說「備用容量率 太高了，應該降低」。其實台電比誰都想少買一點電，比誰都擔心備用容 量率在高檔盤旋，比誰都擔心經濟成長率一再下修！只是一方面受合約 限制得購電，一方面建廠規劃一定要執行，不可能說改就改。
獨立電廠的風力和太陽能無論裝置容量和發電量都和台電相當，容 量因數也和台電差不多，再次證明風力和太陽能的容量因數是台灣的 DNA。未來大量開發風場較優的離岸風力發電，也許能將容量因數的平 均值稍稍拉高。但比較保守的計算風力和太陽能的發電量，還是以 32%
左右的容量因數比較合適。
解讀汽電共生的容量因數
現階段台電對汽電共生的購電是不問廠商的發電成本，只採取單一 價格 2.26。從台電自己的電廠成本來看，這個電價除了燃煤機組能小賺 一點之外，其它燃料都虧本。因此在汽電共生的電廠中，也只有燃煤機 組的發電是靠得住且可供調度的。事實上無論燃油、燃氣、和垃圾焚化 廠的汽電共生機組燒的都是自家工廠製程或都市廢棄物，心態是能發一 度電就賣一度電。這樣的電廠不容易向台電保證發電量，也很難接受調 度。
燃油汽電共生來自煉油廠、燃氣來自煉鋼廠，自己製程的耗電量遠
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比汽電共生廠的發電量大，發的電如果全數自用，還得向台電補購不足 的部份。但廢油廢氣的發電量不一定，讓必須補購的電量變得很難預估，
自然得用零售電價向台電買，單價和自家的管理成本都高，不一定划算。
所以這些用戶多半反其道而行：以優惠價格躉購台電供電，再把發出來 的電回售給台電。因此，台電統計的燃油和燃氣汽電共生發電量幾乎就 是實際值，容量因數 26.4%和 61.4%是電廠的真實數字。
相反的情況卻有相同的結果：垃圾焚化廠自己沒有製程需要消耗電 力，因此幾乎所有的發電都賣給台電。這一樣導致垃圾焚化廠的容量因 數 55.7%非常接近真實數字。
對電網可靠也可調度的燃煤機組，為何遠不如台電和獨立電廠，只 有 64.4%的容量因數呢？因為燃煤汽電共生廠本是工業用戶的自備發電 廠，這電廠自用的電不會在電網上交換，所以不會在汽電共生的發電量 數字中出現。同樣的，該工業用戶自給自足的負載也不會在台電電網的 售購電統計數字中出現。這表示燃煤汽電共生廠的容量因數在統計表中 被低估，實際數字還更高！
表 五 2011 年台電加獨立電廠發電方式年發電量和容量因數
表五是各發電方式在台電加獨立電廠之後的容量因數。核能、燃煤、
燃氣、燃油各自的容量因數大約是九成、八成、四成七、二成四。這四 個數字對下一節的分析極為重要。
能源別
裝置容量合計 裝置容量佔比 發電量合計 發電量佔比 容量因數
MW % GWH % %
慣常水力 2041 5.01 3970 1.95 22.2
抽蓄水力 2602 6.38 2890 1.42 12.7
燃煤 11897 29.17 85870 42.14 82.4
燃油 3325 8.15 6910 3.39 23.7
燃氣 15203 37.28 62050 30.45 46.6
核能 5144 12.61 40520 19.88 89.9
風力太陽能 567 1.39 1570 0.77 31.6
合計 40779 100 203780 100
台電加獨立電廠
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圖 八 月平均負載曲線
第二節 負載曲線和理想電源結構
負載曲線
靠提高容量因 數來降低單位發電 成本，計算的基礎 是各種發電方式既 有的裝置容量，也 就是維持裝置容量 佔比不變，各自設 法擴大發電量。例 如把燃油的容量因 數從兩成四提高到 六成。然而如果能 改變裝置容量佔比，
讓成本低的發電方 式如核能和燃煤提 高，成本高的燃油 和燃氣佔比降低，
就能更顯著地降低 發電的單位成本。
這裝置容量的佔比 如何決定，正是能 源政策中，電力發 展 部 份 的 核 心 問 題。
當然，要讓核 能佔比增加代表我們至少不排斥核能、燃煤增加表示我們不把減碳放在 首要任務，都牽涉到社會的共識和原則等超越經濟議題之外的討論，不 是本研究的範圍。本研究關心的是：就算全國都擁核，全國都不擔心排 碳，我們的發電可以全靠核能和燃煤嗎？這兩種都是只能做基載發電的
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27,500MW），也看出從 1980 年之後各月的平均負載波動逐年拉大（2012 年 1 月的低點 20,500MW 波動到 7 月的高點 27,500MW）。可以想見即便‧
27,500MW 的負載尖峰高達 33,000MW。直接跳過週負載和日負載曲線，從最細微的時曲線看負載變化，尖
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點，大約 33,000MW。當這個點的備用容量率是 22.7%時，全年其它時刻 的備用容量都更高。因此除了夏季之外，其它三季都適合排定機組停車‧ 國
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圖 十一 2012 年理想的發電裝置容量配置(台電加獨立電廠)
22,500MW/41,000MW = 54.9% （大約五成五）
以這組理想電源結構的數字可以整理出圖十一，理想的裝置容量組 合如下：
總裝置容量不變。
維持三個核能廠六部機的裝置容量，維持現在的裝置容量佔比 12.61%
。
燃 煤 機 組 從 現 有 容 量 11,897 MW 大 幅 度 增 加 到 17,356 MW，佔 比 從 現
在的 29.17%提高到 42.56%。
停用六部共 2,750MW 的燃油鍋爐，只保留離島的柴油發電機。
燃油佔比從 8.15%降到 1.41%。
燃氣機組從 15,203MW 縮減到 12,494MW，佔比從 37.28%降到 30.64%。
慣常水力（5.01%）、抽蓄水力（6.38%）、風力和太陽能（1.39%）
不變。
依據這個組合，在不變更獨立電廠裝置容量和全年發電量的前提之 下（也就是不違反台電的購電合約），只調整台電自己的裝置容量，會把 這個結構變化完全放進台電的裝置容量變化中，對成本的影響等於也全 都反應在台電的成本結構中。圖十二是台電裝置容量的改變。
這個理想結構對成本的衝擊有多大呢？
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162,610,000,000 度電來計算，可以節省 1073 億新台幣。台電的累積虧損 三年以內就可以補平！表 六 2012 年理想的發電裝置容量配置下的台電單位發電成本
是什麼原因讓整個社會每年多花 1073 億新台幣呢？因為基載機組的 理想裝置容量應該是 22,500MW，而現有台電核能加燃煤只有 13,944MW，
能源別
裝置容量 發電量 容量因數 單位成本 裝置容量 發電量 容量因數 單位成本 裝置容量 發電量 容量因數 單位成本 MW GWH % NTD/KWH MW GWH % NTD/KWH MW GWH % NTD/KWH
慣常水力 1752 3090 20.1 1.58 289 880 34.8 2.26
抽蓄水力 2602 2890 12.7 2.98
燃煤 14259 104000 83.3 1.65 3097 21680 79.9 2.44 6068 34210 64.4 2.26
燃油 575 1000 19.9 6.97 983 2270 26.4 2.26
燃氣 7884 10300 14.9 3.81 4610 17880 44.3 4.59 28 151 61.6 2.26
核能 5144 40520 89.9 0.72
風力太陽能 293 810 31.6 1.58 274 760 31.7 2.26 641 3130 55.7 2.26
合計 32509 162610 1.61 8270 41200 3.37 7720 39761 2.26
台電 獨立電廠 汽電共生
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即便再加獨立電廠的燃煤 3,097MW 之後，電網的基載機組容量也不過 17,041MW。我們還有 5,459MW 的基載責任是由昂貴的燃氣機組在揹負。
這就好像拿牛排去救濟飢餓的災民一樣，人家要的只是卡路里，我們卻 因為麵包不夠，必須拿牛排去補足，成本當然驚人。
事實上，以上的計算還只是將基載的缺口全補到燃煤而已，核能完 全沒有增加。就好像用胖達人的麵包去算和牛排的價差一樣。如果把增 加的部分補一些到核能，等於拿吐司麵包換掉一些胖達人，那麼以核能
事實上，以上的計算還只是將基載的缺口全補到燃煤而已，核能完 全沒有增加。就好像用胖達人的麵包去算和牛排的價差一樣。如果把增 加的部分補一些到核能，等於拿吐司麵包換掉一些胖達人，那麼以核能